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2021 Fiscal Year Research-status Report

固定パラメータ困難問題に対する汎用解法の研究

Research Project

Project/Area Number 18K11169
Research InstitutionSeikei University

Principal Investigator

清見 礼  成蹊大学, 理工学部, 教授 (30447685)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大舘 陽太  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80610196)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywords頂点インテグリティ / 固定パラメータ容易性
Outline of Annual Research Achievements

今年度は主に以下の研究成果を得た。
・頂点インテグリティと呼ばれるグラフパラメータと木分解の関係を用い、様々な問題に対する固定パラメータ容易性を示した。木幅で固定パラメータアルゴリズムを作ることが難しい問題については、パラメータとして treedepth や頂点被覆を用いることが多く行われてきたが、treedepth と頂点被覆のギャップが大きく、頂点被覆をパラメータにすると簡単すぎるが、treedepth をパラメータにすると解けない、というような問題がたくさん存在する。そこで treedepth と頂点被覆の中間のパラメータとして頂点インテグリティというパラメータに注目し、treedepth をパラメータにすると固定パラメータアルゴリズムが作れない問題に対して固定パラメータアルゴリズムを開発した。
・固定パラメータ困難問題に対するXPアルゴリズム(パラメータが定数だとした場合の多項式時間アルゴリズム)を開発した。具体的には重みつきシュタイナー森問題が頂点被覆が定数なときに多項式時間で解けるアルゴリズムなどを開発した。固定パラメータアルゴリズムは計算量がパラメータに関する(問題サイズとは無関係な)式と問題サイズの多項式の積であることを要求するが、XPアルゴリズムは条件を少し緩めてパラメータが問題サイズの肩に乗ることを許す。これにより固定パラメータ困難な問題でも、パラメータがごく小さい場合、高速なアルゴリズムを実現することが可能となる場合があり、その例を示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

論文、国際会議で様々な結果を発表しており、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

最終年にあたるので、固定パラメータ困難問題に対し、より汎用な対処法の開発に注力したい。また引き続きよいパラメータの検討などを行い、既存の枠組みで解決できない問題へのアルゴリズムの開発を行っていく。

Causes of Carryover

新型コロナウィルスの影響で、予定していた海外出張ができなかった。本年度は状況が好転し出張が可能となれば出張を行いたい。難しい場合、海外の研究者を招聘することは可能と思われるので検討していく。

  • Research Products

    (14 results)

All 2022 2021

All Journal Article (8 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Reconfiguration of?Regular Induced Subgraphs2022

    • Author(s)
      Eto Hiroshi、Ito Takehiro、Kobayashi Yasuaki、Otachi Yota、Wasa Kunihiro
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13174 Pages: 35~46

    • DOI

      10.1007/978-3-030-96731-4_4

  • [Journal Article] Longest common subsequence in sublinear space2021

    • Author(s)
      Kiyomi Masashi、Horiyama Takashi、Otachi Yota
    • Journal Title

      Information Processing Letters

      Volume: 168 Pages: 106084~106084

    • DOI

      10.1016/j.ipl.2020.106084

  • [Journal Article] Low-congestion shortcut and graph parameters2021

    • Author(s)
      Kitamura Naoki、Kitagawa Hirotaka、Otachi Yota、Izumi Taisuke
    • Journal Title

      Distributed Computing

      Volume: 34 Pages: 349~365

    • DOI

      10.1007/s00446-021-00401-x

  • [Journal Article] On the security number of the Cartesian product of graphs2021

    • Author(s)
      Jakovac Marko、Otachi Yota
    • Journal Title

      Discrete Applied Mathematics

      Volume: 304 Pages: 119~128

    • DOI

      10.1016/j.dam.2021.07.030

  • [Journal Article] Exploring the Gap Between Treedepth and Vertex Cover Through Vertex?Integrity2021

    • Author(s)
      Gima Tatsuya、Hanaka Tesshu、Kiyomi Masashi、Kobayashi Yasuaki、Otachi Yota
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 12701 Pages: 271~285

    • DOI

      10.1007/978-3-030-75242-2_19

  • [Journal Article] Computational Complexity of Jumping Block Puzzles2021

    • Author(s)
      Kanzaki Masaaki、Otachi Yota、Uehara Ryuhei
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13025 Pages: 655~667

    • DOI

      10.1007/978-3-030-89543-3_54

  • [Journal Article] Reconfiguring Directed Trees in a Digraph2021

    • Author(s)
      Ito Takehiro、Iwamasa Yuni、Kobayashi Yasuaki、Nakahata Yu、Otachi Yota、Wasa Kunihiro
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13025 Pages: 343~354

    • DOI

      10.1007/978-3-030-89543-3_29

  • [Journal Article] Distributed Reconfiguration of Spanning Trees2021

    • Author(s)
      Yamauchi Yukiko、Kamiyama Naoyuki、Otachi Yota
    • Journal Title

      Lecture Notes in Computer Science

      Volume: 13046 Pages: 516~520

    • DOI

      10.1007/978-3-030-91081-5_40

  • [Presentation] Computing diverse shortest paths efficiently: A theoretical and experimental study2022

    • Author(s)
      Tesshu Hanaka, Yasuaki Kobayashi, Kazuhiro Kurita, See Woo Lee, Yota Otachi
    • Organizer
      The 36th AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconfiguration of regular induced subgraphs2022

    • Author(s)
      Hiroshi Eto, Takehiro Ito, Yasuaki Kobayashi, Yota Otachi, Kunihiro Wasa
    • Organizer
      The 16th International Conference and Workshops on Algorithms and Computation (WALCOM 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exploring the gap between treedepth and vertex cover through vertex integrity2021

    • Author(s)
      Tatsuya Gima, Tesshu Hanaka, Masashi Kiyomi, Yasuaki Kobayashi, Yota Otachi
    • Organizer
      The 12th International Conference on Algorithms and Complexity (CIAC 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Computational complexity of jumping block puzzles2021

    • Author(s)
      Masaaki Kanzaki, Yota Otachi, Ryuhei Uehara
    • Organizer
      The 27th International Computing and Combinatorics Conference (COCOON 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconfiguring directed trees in a digraph2021

    • Author(s)
      Takehiro Ito, Yuni Iwamasa, Yasuaki Kobayashi, Yu Nakahata, Yota Otachi, Kunihiro Wasa
    • Organizer
      The 27th International Computing and Combinatorics Conference (COCOON 2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Distributed reconfiguration of spanning trees2021

    • Author(s)
      Yukiko Yamauchi, Naoyuki Kamiyama, Yota Otachi
    • Organizer
      The 23rd International Symposium on Stabilization, Safety, and Security of Distributed Systems (SSS 2021)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-12-28  

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